6、循环冷却水的水质处理.ppt

第6章 循环冷却水的水质处理 6.1 概述 密闭式循环冷却水系统特点 （1）水温易控制； （2）水质问题的控制简单化：补充水量少； （3）补充水仅用于补偿水泵填料的泄露水量或因检修而排放的水量； （4）水的蒸发很少； （5）结垢程度较轻：一般用软化水或去离子水。 （6）腐蚀问题不严重：氧不是处于饱和状态。 3、循环冷却水水质变化特点 1）溶解固体浓缩 在开始运行时，循环水质和补充水相同。在运行过程中，因纯水不断蒸发，水中的溶解固体和悬浮物逐渐积累。 2）二氧化碳散失 冷却水在冷却塔中与空气充分接触时，水中的CO2被空气吹脱而送入空气中。水滴在空气中降落1.5～2s后，水中CO2几乎全部散失，水中钙镁的重碳酸盐全部转化为碳酸盐使循环水比补充水更易结垢。 3）溶解氧量升高 循环水与空气充分接触，水中溶解氧接近平衡浓度。冷却水的相对腐蚀率随溶解氧含量和温度升高而增大，至70℃后，因含氧量已相当低，才逐渐减小。 4）杂质增多 循环水在冷却塔中吸收和洗涤了空气中的污染物以及空气携带的灰尘、植物的绒毛等，结果使水中杂质增多。 5）微生物滋生 循环水中含有的盐类和其他杂质较高，溶解氧充足，温度适宜(一般25～45℃)，许多微生物（包括细菌、真菌和藻类）能够在此条件下生长繁殖。 4、循环冷却水水质变化的结果 2、腐蚀控制 微生物的粘泥引起垢下腐蚀。 一些微生物的新陈代谢过程参与了电化学过程，促使腐蚀加速。如，厌氧菌会形成浓差电池，加快局部腐蚀；某些种类的细菌还会产生酸性化合物；去磺弧菌属是硫酸盐还原菌，可使硫酸盐生成硫化氢；硫杆菌属把硫酸盐氧化成硫酸。 正磷酸盐是阳极缓蚀剂，它主要形成以 Fe2O3 和 FePO4 为主的保护膜，抑制阳极反应的发生。 当水中有 Ca2＋、Mg2＋ 离子存在时，聚磷酸盐主要起阴极缓蚀作用。形成的保护膜主要是聚磷酸钙等，能在阴极表面形成沉淀膜型保护膜。 因此，采用聚磷酸钠作为缓蚀剂时，水中应有一定浓度的 Ca2＋、Mg2＋离子。同时，聚磷酸盐作为缓蚀剂时，要求水中有一定量的溶解氧，在敞开的循环水系统中，是容易满足溶解氧要求的。 另外，还需要控制微生物的生长。 （3）金属离子沉淀膜型缓蚀剂 这种缓蚀剂是使金属活化溶解，并在金属离子浓度高的部位与缓蚀剂形成沉积，产生致密的薄膜，缓蚀效果良好。在防蚀薄膜形成以后，即使缓蚀剂过剩，薄膜也停止增厚。 这种缓蚀剂如苯并噻唑（MBT）是铜的很好的阳极缓蚀剂。有些杂环硫醇也属于此类缓蚀剂。 苯并噻唑与聚磷酸盐共同使用，对防止金属的点蚀有良好的效果。缓蚀效果与金属表面的洁净程度有关。 * * 1、 工业循环冷却水循环利用的意义 冷却水的循环利用是节约水资源，提高水的重复利用率的主要途径，并且还能有效防止直流式冷却系统大量热水排入水体造成的热污染，保护水环境的生态和自然平衡。 水的循环利用率，标志着一个国家工业现代化的程度。 2、冷却水系统分类和适用特点 1）直流式冷却水系统 从水源取水量大，对水质要求不高，浑浊度在20-30NTU以下的水即可直接接到换热设备供冷却使用，冷却后水温提高不多，全部排入水体，从总体上看，这种方式一般远不如循环式系统合理、经济。 2）敞开式循环冷却水系统 冷却水经过各个换热设备冷却不同的工艺流体后水温升高，然后通过冷却塔的蒸发冷却作用降低水温，热量散发到周围大气中去，降温后的水，用水泵重新输送去各个换热设备冷却工艺流体，如此循环往复。 1-补充水（M）；2-冷却塔；3-冷水池；4-循环水泵；5-渗漏水（F）；6-冷却水；7-冷却用换热器；8-热水（R）；9-排污水（B）；10-蒸发损失（E）；11-风吹损失（D）；12-空气 水量变化：在此过程中，循环水会因蒸发、风吹、排污和渗漏等损失掉一部分水量，约占循环水量的5%左右，通过补充水量补给。 水质的变化：循环水不断浓缩，杂质浓度逐步增大，流经冷却塔与大气接触过程中又溶入了空气夹带的尘土烟气和微生物等杂质。 1）沉积物的析出和附着：重碳酸盐分解产生碳酸钙水垢，轻者降低换热器的传热效率，重者堵塞管道。 2）有害离子引起的腐蚀：溶解氧引起电化学腐蚀；有害离子引起的腐蚀。 3）微生物的滋生和粘泥：细菌和藻类繁殖，生成生物粘泥而引起腐蚀、管道堵塞。 3）密闭式循环冷却水系统 冷却水在系统内进行密闭循环热交换，冷却工艺介质，升温后的冷却水仍在不与大气直接接触的密闭系统中，经水冷换热设备或空冷换热设备，降温后再供冷却工艺介质循环应用。 热水 冷水 循环水泵 热流体 补充水 P1+P2+P3+P4 蒸发P1 排污P4 渗漏P3 风吹P2 总的水量损失（P）为：P = P1 + P2 + P3 + P4 循环冷却水在蒸发时，水分损失了，但盐分却留在了水中。 风吹、渗漏和排污所带走的盐量为：